Сөрөг тооны квадрат язгуурыг авахад төсөөлөгдөж буй тоонууд бөгөөд тэдгээр нь маш бага хэмжигдэхүүнүүдийн ертөнцийг дүрсэлсэн физикийн салбар болох квант механикийн хамгийн чухал тэгшитгэлд ашиглагдаж ирсэн. Хэрэв та төсөөлөл болон бодит тоонуудыг нийлүүлбэл физикчдэд энгийн хэлээр квант тэгшитгэл бичих боломжийг олгодог нийлмэл тоонууд гарч ирнэ. Гэхдээ квант онолд эдгээр математик химерүүд хэрэгтэй юу, эсвэл зүгээр л тохиромжтой товчлол болгон ашигладаг уу гэсэн асуулт маргаантай байсаар ирсэн.
Чухамдаа квант механикийг үүсгэн байгуулагчид ч өөрсдөө тэгшитгэлдээ нийлмэл тоо ашиглах нь ямар үр дагавартай болохыг олж мэдсэн. Квантын долгионы функцээр (ψ) нийлмэл тоонуудыг квант онолд оруулсан анхны хүн болох физикч Эрвин Шрөдингер өөрийн найз Хендрик Лоренцэд бичсэн захидалдаа: "Энд юу нь тааламжгүй вэ, юуг шууд эсэргүүцэх ёстой вэ? гэдэг нь нийлмэл тоонуудын хэрэглээ юм Ψ бол үнэхээр бодит функц юм."
Шредингер тэгшитгэлээ зөвхөн бодит тоогоор илэрхийлэх арга замыг олсон ба тэгшитгэлийг ашиглах нэмэлт дүрмийн хамт хожмын физикчид квант онолын бусад хэсгүүдтэй ижил зүйлийг хийсэн. Гэвч эдгээр "бүрэн бодит" тэгшитгэлийн таамаглалыг батлах туршилтын нотолгоо байхгүй тул энэ асуулт нээлттэй хэвээр байна: төсөөлөлийн тоо нь нэмэлт хялбарчлал уу, эсвэл түүнгүйгээр ажиллахыг оролдох нь квант онолыг бодит байдлыг дүрслэх чадваргүй болгодог уу?
15-р сарын -нд Nature болон Physical Review Letters сэтгүүлд нийтлэгдсэн хоёр шинэ судалгаа Шрөдингерийн бурууг нотолсон байна. Харьцангуй энгийн туршилтаар тэд квант механик зөв бол төсөөллийн тоо нь манай орчлон ертөнцийн математикийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг болохыг харуулж байна.
Комплекс тоо үнэхээр амин чухал эсэхийг шалгахын тулд анхны судалгааны зохиогчид Белл тест гэгддэг сонгодог квант туршилтын шинэ хувилбарыг зохион бүтээжээ. Энэхүү туршилтыг 1964 онд физикч Жон Белл анх санаачилж, квант орооцолдол буюу Альберт Эйнштейний "алсын аймшигт үйлдэл" гэж эсэргүүцэж байсан алс холын хоёр бөөмийн хоорондох хачирхалтай холбоо нь квант онолд хэрэгтэй болохыг нотлох арга зам болгон дэвшүүлсэн юм.
Мөн сонирхолтой:
- Боломжгүй зүйлийг харах чадвартай квант микроскоп бүтээгдсэн
- Квантын технологи нь харанхуй материйн эрэл хайгуулыг хурдасгадаг
Сонгодог Белл тестийн шинэчилсэн хувилбарт физикчид энгийн квант сүлжээнд гурван детектор (A, B, C) хооронд бие даасан хоёр эх үүсвэрийг (түүнийг S ба R гэж нэрлэдэг) байрлуулсан туршилтыг зохион бүтээжээ. Дараа нь S эх үүсвэр нь гэрлийн хоёр бөөмс буюу фотоныг ялгаруулж, нэгийг нь А руу, нөгөөг нь В руу орооцолдсон төлөвт илгээдэг. R эх үүсвэр нь мөн орооцолдсон хоёр фотоныг ялгаруулж, тэдгээрийг B ба C зангилаа руу илгээдэг. Хэрэв орчлон ертөнцийг нийлмэл тоон дээр үндэслэсэн стандарт квант механикаар дүрсэлсэн бол А ба С детекторууд дээр ирж буй фотонууд орооцолдох ёсгүй, харин квант онолд үндэслэсэн байх ёстой. бодит тоон дээр тэд төөрөгдүүлсэн байх ёстой.
Үүнийг шалгахын тулд хоёр дахь судалгааны судлаачид лазер туяаг болор дээр гэрэлтүүлэх туршилт хийжээ. Кристалын зарим атомд лазерын өгсөн энерги хожим нь орооцолдсон фотонууд болон ялгарсан. Гурван детектор руу орж буй фотонуудын төлөвийг судалснаар судлаачид А ба С детектор руу орж буй фотонуудын төлөвүүд орооцолдсон болохыг олж харсан бөгөөд энэ нь тэдгээрийн өгөгдлийг зөвхөн комплекс тоо ашиглан квант онолоор тайлбарлах боломжтой гэсэн үг юм.
Үр дүн нь ойлгомжтой: фотонууд орооцолдохын тулд бие махбодийн хувьд харилцан үйлчлэлцэх ёстой тул А ба С детекторуудад ирж буй фотонууд өөр өөр физик эх үүсвэрээс үүссэн бол орооцолдох ёсгүй. Гэсэн хэдий ч тэдний туршилт нь квант механикийн давамгайлсан дүрмүүд зөв байвал зохиомол тоо ашигладаггүй онолыг үгүйсгэдэг гэдгийг судлаачид онцолжээ. Ихэнх эрдэмтэд үүнийг итгэдэг, гэхдээ энэ нь чухал анхааруулга юм. "Үр дүн нь математикийн тусламжтайгаар орчлон ертөнцийг дүрслэх боломжууд бидний бодож байснаас хамаагүй хязгаарлагдмал болохыг харуулж байна" гэж мэргэжилтнүүд хэлэв.
Эрдэмтдийн хэлснээр тэдний туршилтын систем нь анхан шатны квант сүлжээ нь ирээдүйн квант интернетийн зарчмуудыг тодорхойлоход тустай байж болох юм.
Мөн уншина уу: